As pesquisas de Barbara McClintock sobre o
crossing-over em Zea mays: 1925-1932
João Paulo Di Monaco Durbano *
Resumo: Durante a década de 1920, a teoria cromossômica mendeliana da
hereditariedade já estava bem fundamentada em relação a vários aspectos, mas havia um ponto que continuava a ser questionado por alguns membros da comunidade científica, como William Bateson (1861-1926), por exemplo. Tratava-se da ausência de evidências citológicas de que os cromossomos trocavam partes (crossing-over) na meiose. O objetivo deste artigo é discutir sobre o trabalho desenvolvido a respeito da genética do milho pelos pesqui-sadores da Universidade de Cornell, que contribuiu para o esclarecimento desse aspecto, em 1931. Em suas investigações, Barbara McClintock (1902-1992) e sua colega Harriet Creighton (1909-2004) utilizaram cromossomos homólogos morfologicamente distinguíveis em dois pontos, mostrando nas preparações citológicas que eles realmente trocavam partes durante a meiose. As evidências apresentadas foram importantes para o fortalecimento da teoria, indicando que o fenômeno ocorria em plantas. O presente estudo levou à conclusão de que os resultados obtidos pelas autoras dependeram também de todo um trabalho que já vinha sendo desenvolvido por grupo da Universidade de Cornell. As evidências citológicas de troca de partes durante o crossing-over em Drosophila foram apresentadas por Curt Stern (1902-1981) no mesmo ano, alguns meses depois.
Palavras-chave: História da genética; crossing-over; McClintock, Barbara
* Estudante de doutorado no Curso de Pós-Graduação em Biologia Comparada da Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras de Ribeirão Preto da Universidade de São Paulo. Rua Francisco de Assis Pupo, 477, ap. 62, Vila Industrial, Campinas, SP, CEP: 13035-000. E-mail: joaodurbano@usp.br
The researches carried on by Barbara McClintock concerning the crossing-over in Zea mays: 1925-1932
Abstract: During the 1920’s the chromosome theory of Mendelian heredity was well grounded in several respects. However, there was a point that had been still under discussion by some members of the scientific community such as William Bateson (1861-1926). It was the lack of cytological evidence related to crossing-over. This paper aims to discuss the work on the genetics of Zea mays carried on by the Cornell University’s researchers that contributed to clarify this feature. Barbara McClintock (1902-1992) and her colleague Harriet Creighton (1909-2004) employing homologous chromosomes which were morphologically different in two points showed in cytological prepara-tions that they exchanged parts during meiosis. The evidence presented by them was important to strength the theory, showing that this phenomenon could also take place in plants. The present study leads to the conclusion that the results got by these researchers also depended on the work that had been performed by the group of the University of Cornell as a whole. The cytological evidence of crossing-over in Drosophila was provided by Curt Stern (1902-1981) some months later, in the same year.
Key-words: history of genetics; crossing-over; McClintock, Barbara
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INTRODUÇÃOEm meados da década de 1920, pode-se dizer que a teoria mende-liana cromossômica estava bem fundamentada em relação a vários aspectos. Porém, havia um ponto que continuava a ser questionado por alguns membros da comunidade científica da época, como Willi-am Bateson (1861-1926), por exemplo. Tratava-se da ausência de evidências citológicas do crossing-over (permuta)1 não apenas em
Droso-phila, mas também em outros organismos. No caso de DrosoDroso-phila, as evidências disponíveis eram apenas genéticas, ou seja, os resultados de cruzamentos experimentais (Martins, 1997, cap. 2, pp. 31-32; Mar-tins, 2006, p. 173).
1 Em 1915, Morgan e seus colaboradores definiram o crossing-over como o processo de
troca entre cromossomos (Morgan et al. apud Martins, 2010, p. 343). Porém, o termo crossing-over foi utilizado inicialmente para descrever o fenômeno macroscópico ob-servado nos resultados de cruzamentos experimentais. A troca de partes entre cro-mossomos homólogos era a explicação microscópica do crossing-over, de acordo com a hipótese (Martins, 2010, p. 343).
A teoria mendeliana cromossômica desenvolvida por Thomas Hunt Morgan (1866-1945) e seu grupo, desde 1910-1911, em Droso-phila, admitia que os fatores (mais tarde chamados genes) estavam localizados linearmente nos cromossomos como um colar de contas, em que cada conta corresponderia a um deles. Para explicar as carac-terísticas ou recombinação de caraccarac-terísticas que eram herdadas sem-pre juntas foi proposto o mecanismo do crossing-over. Este admitia que cromossomos homólogos, após se sobreporem durante a meiose, trocavam partes. Assim, os fatores que estivessem localizados proxi-mamente nos cromossomos tenderiam a permanecer juntos ao con-trário dos fatores que estivessem localizados a uma maior distância um do outro, após as quebras que seguiam ao entrelaçamento. Este era um aspecto que tinha implicações importantes para a teoria.
O problema era que Morgan e seus colaboradores2 tinham se
ba-seado principalmente nos resultados de cruzamentos experimentais com Drosophila, portanto, evidências indiretas, mas não tinham obtido evidências citológicas em Drosophila de que os cromossomos realmen-te trocassem parrealmen-tes após o entrelaçamento. Sob o ponto de vista cito-lógico, eles se basearam nas evidências obtidas em outro organismo, Batracosseps attenuatus (salamandra), por Franz Alphons Janssens (1863-1924), em seu estudo de 19093. Enquanto que em Drosophila o
crossing-over ocorria nas fêmeas, em salamandra era um fenômeno exclusivo dos machos. A apresentação de evidências citológicas do crossing-over conferiria uma base mais sólida e maior credibilidade à teoria (Martins, 2010, p. 344).
2 Os colaboradores de Morgan nesse trabalho eram Alfred Henry Sturtevant (1891-1970), Hermann Joseph Muller (1890-1967), Calvin Blackman Bridges (1889-1938) e George Wells Beadle (1903-1989).
3 Janssens desenvolveu um estudo citológico da espermatogênese em Batracoseps attenuatus. As observações citológicas mostravam uma superposição entre as cromáti-des de cromossomos de um par homólogo durante a meiose. Janssens chamou de “quiasma” (o ponto de encontro em que dois cromossomos de um par permanecem em contato, durante os últimos estágios da prófase I da meiose). Entretanto, não se sabia o que ocorria por ocasião da separação dos cromossomos, se havia troca de partes ou não. Citologicamente não havia evidências de que a troca acontecesse (Janssens, 1909).
O objetivo deste artigo é discutir sobre algumas das pesquisas que trouxeram evidências citológicas do crossing-over no início da década de 1930. Iremos focalizar nossa análise no trabalho desenvolvido na Universidade de Cornell com a genética do milho no final da década de 1920 e início da década de 1930.
2
AS PESQUISAS COM O MILHO EM CORNELLDurantes as décadas de 1910 e 1920, enquanto o grupo liderado por Morgan trabalhava com genética de Drosophila na Universidade de Colúmbia, havia outro grupo de norte-americanos que trabalhava com a genética do milho. Um de seus líderes foi Rollins Adams Emerson4 (1873-1947), da Universidade de Cornell. Em 1914,
Emer-son foi convidado para chefiar o Departamento de Melhoramento de Plantas na Universidade de Cornell. Nessa ocasião, formou um grupo que se dedicou à genética do milho (Rhoades, 1949, pp. 313-316). Integravam seu grupo Lowell Fitz Randolph (1894-1980); Barbara McClintock (1902-1992), George Wells Beadle (1903-1989), Marcus Morton Rhoades (1903-1991), entre outros (Federoff, 1995, p. 217).
No início de 1920, o grupo constituído por Emerson e seus alu-nos passou a ser conhecido como Maize Genetics Cooperation (MGC) (Cooperação para a Genética do Milho) (Kass, Bonneuil & Coe, 2005, p. 1787).
Emerson e seu grupo prosseguiram as investigações sobre a gené-tica e melhoramento do milho na década seguinte. Em um trabalho apresentado no VI International Congress of Genetics na Universidade de Cornell, que foi posteriormente publicado, ele comentou sobre as vantagens e desvantagens em utilizar o milho como material experi-mental, considerando que as primeiras excediam as segundas:
4 Emerson recebeu o título de Bacharel em Ciências no College of Agriculture of the
University of Nebraska, em 1897. Após graduar-se, trabalhou como editor assistente em horticultura no Office of Experimental Stations do Departamento de Agricultura dos Estados Unidos, em Washington D. C. Em 1910, ele foi para Harvard tendo obtido o título de doutor três anos depois. Durante sua permanência em Harvard, publicou um primeiro artigo tratando da genética do milho (Emerson, 1911).
Como material para estudos genéticos, Zea mays tem muitas vanta-gens e poucas desvantavanta-gens. Sobre estas, é o longo ciclo de vida que se torna impraticável o crescimento de mais de uma geração por ano em regiões temperadas ou, na melhor das hipóteses, com instalação de uma estufa, duas gerações. O número relativamente grande de cromossomos, dez pares, com um correspondentemente grande nú-mero de grupos de ligação, aumenta a dificuldade de análise genética. (Emerson, 1932, p. 141)
Uma das principais vantagens que ele apontou foi que o milho era um material experimental favorável para a análise citológica. Em suas palavras:
A vantagem não negligenciável do milho para análise genética é o fa-to de esta planta ser facilmente analisada cifa-tologicamente. As diferen-ças marcantes no tamanho, forma e outras características morfológi-cas entre os vários cromossomos do milho são a maior vantagem pa-ra os estudos citogenéticos. (Emerson, 1932, p. 141)
Barbara McClintock5 (1902-1992) após concluir seu mestrado
(1925) na Universidade de Cornell publicou em co-autoria com Ran-dolph, um artigo sobre uma estirpe de milho triploide, uma planta com três conjuntos de cada cromossomo, um conjunto de cromos-somos a mais do que os milhos diplóides geralmente encontrados (Randolph & McClintock, 1926).
Durante seu Doutorado ela mudou de orientador. Deixou o grupo de Randolph e passou a ser orientada por Lester Whyland Sharp (1887-1961), que também estava ligado à Universidade de Cornell. Em 1927, após ter finalizado seu Doutorado6, McClintock
permane-ceu em Cornell, como instrutora. Logo passou a integrar o grupo que trabalhava com a genética do milho liderado por Emerson, que
5 McClintock ingressou no New York State College of Agriculture da Universidade de
Cornell, em 1918, onde se graduou. Durante a graduação se interessou pela genética e organização cromossômica do milho. Concluiu o mestrado em 1925 e o Doutorado em 1927.
6 Em sua tese de Doutorado concluída em 1927 tratou da genética e citologia da
primeira planta trissômica em cultura do milho de que se tem conhecimento. Os resultados dessa pesquisa (McClintock, 1929) foram publicados em Genetics, um respeitado periódico científico da área (Comfort, 2001, p. 50).
tava também com George Wells Beadle7 (1903-1989) e Marcus
Mor-ton Rhoades (1903-1991).
No ano de 1929, Harriet Baldwin Creighton (1909-2004) e Charles Russel Burnham (1904-1995) se juntaram ao grupo de Emerson (Comfort, 2001, p. 56).
Creighton passou a ser orientada por McClintock que, como men-cionamos anteriormente, já realizava pesquisas com genética do mi-lho. McClintock encarregou Creighton de investigar a existência de uma relação entre a recombinação genética e os crossing-overs observa-dos ao microscópio (Federoff, 1995, p. 217-218, Comfort, 2001, p. 56).
Em 1931, um ano depois da volta de Rhoades, que estivera estagi-ando no laboratório de Morgan, Beadle que havia concluído seu dou-torado sob a orientação de McClintock, também foi para a Universi-dade de Columbia com uma bolsa da National Research Council (NRC). Como podemos perceber, os estudantes do grupo de Emerson, inclu-indo os que eram orientandos por McClintock, interagiam com o Grupo Drosophila, liderado por Morgan (Kass, Bonneuil & Coe, 2005, p. 1790).
De 1931 a 1936, McClintock contou com o apoio financeiro do National Research Council e das Fundações Guggenheim e Rockefeller para o desenvolvimento de sua pesquisa (Kass & Chomet, 2009, pp. 17-18; Nanjundiah, 1996, p. 57).
3
AS CONTRIBUIÇÕES DE MCCLINTOCKComo mencionado anteriormente, McClintock desde a época de seu Mestrado, vinha desenvolvendo pesquisas sobre a genética e cito-logia do milho, tendo publicado diversos trabalhos sobre o assunto. É
7 Beadle recebeu seu diploma de bacharel na Universidade de Nebraska, em 1926, onde permaneceu por mais um ano a fim de fazer um mestrado, sobre híbridos em trigo. No ano seguinte foi para Cornell para trabalhar com Emerson. Seu objetivo era investigar a esterilidade masculina. Ele descobriu que ela estava relacionada a um pólen infértil e dependia de um único gene. Com o intuito de obter mais esclareci-mentos sobre a ação deste gene ele procurou Barbara McClintock. McClintock o instruiu sobre o processo de preparação citológica e identificação dos cromossomos. Beadle observou que o pólen era estéril porque os cromossomos, em certos casos, não conseguiam emparelhar-se na meiose, resultando na produção de algumas plan-tas com muitos e outras com poucos cromossomos (Nobel Lectures, 1964).
importante comentar que ela introduziu uma nova técnica que possi-bilitava uma melhor visualização dos cromossomos ao microscópio. Ela adaptou uma técnica de que havia tomado conhecimento em um curso de Citologia ministrado Sharp para o estudo do milho. A técni-ca denominada squash (esmagamento) consistia em espalhar as células em uma lâmina, corá-las e achatá-las com outra lâmina, esmagando-as. Essa técnica permitia a visualização de cromossomos inteiros, o que não era possível com as outras técnicas utilizadas (Comfort, 2001, p. 51).
Os resultados de suas investigações incluíam a identificação de cromossomos morfologicamente diferentes durante a primeira fase da divisão celular, no paquíteno e não durante a metáfase, como era comum na época para esse tipo de estudo (McClintock, 1929).
Ela constatou que em alguns casos, os cromossomos possuíam ca-racterísticas morfológicas peculiares que eram visíveis ao microscó-pio. Em um dos cromossomos, por exemplo, havia um satélite (Figura 1).
Essa visualização foi possível graças à mudança da fase da divisão celular na qual os cromossomos foram estudados. Cromossomos em paquíteno são muito mais longos e finos do que os cromossomos densos na metáfase. Randolph vinha tentando há anos fazer isso, sem êxito. Como era prática comum, ele usou cromossomos em metáfase, fase em que os cromossomos são condensados, aparecendo como pequenas fitas. Assim, ele não conseguiu distinguir características entre eles (Comfort, 2001, p. 50), como Bárbara pôde fazer mais tarde.
Fig. 1: Esquema representando um conjunto haplóide de cromossomos do
milho com satélite em uma região corada no quarto cromossomo menor, um satélite no quinto menor cromossomo, e uma constrição na extremidade do
Em trabalho subsequente, McClintock e Henry E. Hill (1931-) identificaram alguns grupos de ligação e os relacionaram aos respecti-vos cromossomos. Isso foi possível graças às características encon-tradas em plantas trissômicas. Eles explicaram que o objetivo da pes-quisa consistia em “relacionar um grupo de ligação particular a um cromossomo particular” (McClintock & Hill, 1931). A seguir, esclare-ceram sobre o material e métodos que foram utilizados:
O método utilizado tem sido obter plantas trissômicas 2n + l para di-ferentes membros do complemento haplóide e depois, por meio da herança trissômica, determinar quais cromossomos contém um gru-po particular de genes. (McClintock & Hill, 1931, p. 175)
As plantas trissômicas tinham propriedades genéticas interessantes para uma pesquisa genética. Isso se deu devido à diferença nos pro-cessos de divisão celular entre plantas trissômicas e dissômicas. A herança desse conjunto a mais de um dos cromossomos serviu de ferramenta na localização de genes. O método não funciona para todos os cromossomos, já que alguns trissômicos são letais. McClin-tock começou a procurar milhos trissômicos viáveis e a fazer associa-ções entre grupos de ligação de genes conhecidos. A partir de cruza-mentos entre plantas trissômicas e plantas diplóides normais, ela bus-cou nos descendentes, grupos de ligação com genes que tivessem relação com essa cópia a mais de determinado cromossomo. Dessa maneira foi possível identificar seis dos grupos de ligação (McClin-tock & Hill, 1931; Comfort, 2001, p. 50-53).
3.1
As evidências citológicas do crossing-overAs evidências citológicas e dos cruzamentos do crossing-over no mi-lho foram apresentadas em dois artigos publicados num mesmo vo-lume de Proceedings of the National Academy of Sciences, em 1931 (McClin-tock, 1931; Creighton & McClin(McClin-tock, 1931).
No primeiro deles, McClintock (1931) identificou um grupo de li-gação a um cromossomo citologicamente observável. Esse artigo fornece subsídios para a compreensão do segundo artigo (Creighton & McClintock, 1931). Dessa forma, os dois artigos devem ser lidos sequencialmente.
No início do primeiro artigo (McClintock, 1931), a autora apre-sentou resultados de outras pesquisas, realizadas por ela e colegas
anteriormente, que poderiam auxiliar na compreensão dos resultados apresentados (McClintock, 1929; McClintock, 1930; McClintock & Hill, 1931).
Ela esclareceu inicialmente qual era a organização dos cromosso-mos em Zea mays (milho):
O complemento haplóide em Zea mays é composto por dez cromos-somos morfologicamente distintos. Por meio de herança trissômica foi possível associar certos grupos de ligação com membros com-plementares. Assim, o grupo de ligação envolvendo os genes C (aleu-rona colorido), sh (endosperma encolhido) e wx (amido ceroso) fo-ram associado com o lado menor do cromossomo (cromossomo 9) do complemento haplóide. (McClintock, 1931, p. 485)
Explicou que o objetivo do artigo era “apresentar evidências que indiquem a sequência destes genes com referência a um ponto co-nhecido no cromossomo” (McClintock, 1931, p. 485).
McClintock continuou explicando:
Em um artigo anterior foi mostrado que em uma determinada linha-gem de milho uma troca de segmentos ocorreu entre os cromosso-mos 8 e 9 [figura 2]. [...] Por meio da atração sináptica entre partes homólogas de cromossomos na prófase da meiose, precocemente, tem sido possível determinar a região de cada cromossomo em que ocorreu a troca, e reconhecer essa região nos esporócitos de plantas. O nódulo visível na extremidade do braço curto do cromossomo 9 é encontrado apenas em algumas culturas de milho. No entanto, nessas culturas é uma característica constante do cromossomo. As evidên-cias apresentadas neste trabalho indicam que o loci dos genes wx, sh e c encontram-se na região entre o ponto de troca [de segmentos entre os cromossomos] e o nódulo, wx está mais próximo do ponto de tro-ca e c mais distante dele. (McClintock, 1931, p. 485)
Assim, os componentes essenciais que permitiram mostrar que havia trocas de partes entre os cromossomos eram: características morfológicas que diferenciassem cromossomos homólogos entre si e genes conhecidos que servissem de marcadores citológicos.
McClintock finalizou o trabalho anunciando que a conclusão da pesquisa seria apresentada em um artigo subsequente. Em suas pala-vras: “Desejei apresentar brevemente as evidências até este momento,
uma vez que prestam um apoio valioso para o argumento do artigo seguinte” (McClintock, 1931, p. 491).
Creighton e McClintock (1931) iniciaram se reportando ao artigo anterior: “No artigo anterior foi mostrado que o cromossomo com nódulo carrega os genes...” (Creighton & McClintock, 1931, p. 495) e explicaram qual era seu objetivo:
É necessária para o estudo genético do crossing-over a condição hetero-zigótica entre dois fatores alelomórficos do mesmo grupo de ligação. A análise do comportamento dos cromossomos homólogos ou par-cialmente homólogos que são morfologicamente distinguíveis em dois pontos deve apresentar a evidência citológica do crossing-over. O objetivo do presente trabalho é mostrar que o crossing-over citológico ocorre e que é acompanhado pelo crossing-over genético. (Creighton & McClintock, 1931, p. 492)
Para poder relacionar o crossing-over citológico aos resultados dos cruzamentos foi necessário obter uma planta heteromórfica para o nódulo e para a translocação, além de também ser heteromórfica para os alelos C e wx. O outro cromossomo dessa planta não continha nódulo nem translocação e possuía os alelos C e Wx. Essa planta foi cruzada com um indivíduo que possui dois cromossomos sem nódulo nem translocação e com os genes c-Wx e c-wx, respectivamente (Creighton & McClintock, 1931, p. 495).
Como resultado, todos os grãos coloridos (contendo o alelo do-minante) deram origem a indivíduos com o nódulo, enquanto que todos os grãos incolores (homozigoto recessivo) deram origem a indivíduos sem nódulo. Elas explicaram que a quantidade observada de crossing-over entre o nódulo e a translocação foi cerca de 39%; entre c e a translocação de aproximadamente 33%; e entre wx e a transloca-ção 13% (Creighton & McClintock, 1931, p. 495).
Elas apresentaram em uma tabela o resultado da observação de 15 plantas, divididas em quatro classes (grão C-wx, grão c-wx, grão C-Wx e grão c-Wx) em que observaram a ocorrência ou não do nódulo e da translocação.
As autoras explicaram:
Se uma planta que possui nódulos nas extremidades de dois cromos-somos homólogos for cruzada com uma planta sem nódulos, as ob-servações citológicas mostram que nos indivíduos em F1 apresentam
apenas um cromossomo, do par homólogo, com o nódulo. Quando é realizado um cruzamento teste com indivíduos de F1, metade dos descendentes é heterozigoto para o nódulo e metade não possui o nódulo. (Creighton & McClintock, 1931, p. 492)
A partir dessa análise as autoras concluíram que: “O emparelha-mento de cromossomos, heteromórficos em duas regiões, mostrou haver troca de partes ao mesmo tempo em que há a troca de genes atribuídos a estas regiões” (Creighton & McClintock, 1931, p. 497).
A primeira característica que permitiu essa observação foi a ob-tenção de uma linhagem de milho com um cromossomo 9 anormal. Esse cromossomo possuía um nódulo visível na extremidade do bra-ço curto, presente em algumas estirpes e ausente em outras (Figura 2).
O crossing-over entre essas estirpes foi observado por Burnham8, o
qual recebeu agradecimentos das pesquisadoras no trabalho. A outra característica observável no cromossomo 9 é uma translocação detec-tável no braço longo, oriunda de um pedaço de um cromossomo 8. Ambas as características contrastantes podiam ser observadas na prófase meiótica (Kass & Chomet, 2009, pp. 19-20).
Fig. 2: Do lado esquerdo da figura estão representados dois cromossomos
duplicados, um apresentando o nódulo e outro não. Fonte: McClintock, 1930, p. 792. Do lado direito aparece um esquema no qual McClintock re-presentou dois cromossomos. Um deles com o nódulo na extremidade do braço curto e o outro cromossomo sem esse nódulo. Fonte: McClintock, 1931, p. 486.
8 Burnham até a data de publicação do trabalho de Creighton e McClintock ainda não havia publicado sua pesquisa.
A segunda característica utilizada foi a existência de um grupo de ligação que McClintock (1931) observou no cromossomo 9. O grupo de ligação era composto pelos alelos: aleuroma9 sem cor (c) ou
colori-do (C), encolori-dosperma ceroso (wx) ou encolori-dosperma amicolori-do (Wx). A partir de cruzamentos elas puderam observar haver uma relação na herança do nódulo junto com o C (Creighton e McClintock, 1931, p. 493). Saber a ordem dos genes e ter um cromossomo heteromórfico foi fundamental para mostrar uma correlação entre crossing-over genético e citológico. Com essas características, quando uma planta heterozigó-tica (em que uma troca cromossômica inclui um cromossomo com nódulo e um sem nódulo) fosse cruzada com uma planta sem nódulo, as combinações poderiam ser encontradas na descendência, e o que iria sinalizar isso é que o nódulo e a translocação do cromossomo 8 estariam em cromossomos diferentes.
Antes de publicarem os resultados de seus experimentos Creighton e McClintock receberam a visita de Morgan. Como os grupos de pesquisa de Emerson e Morgan interagiam, o último havia tomado conhecimento do andamento das pesquisas orientadas por McClintock. Segundo Spangenburg e Moser (2008, pp. 51-52), Mor-gan teria aconselhado que as autoras publicassem o quanto antes os seus resultados. Os resultados desse experimento serviram de base para a tese de doutorado de Creighton, e ela ainda era obrigada a cumprir três anos antes de receber o título.
Anos mais tarde, McClintock lembrou que na época, Morgan havia escrito uma nota rápida para o editor da revista Proceeedings of the National Academy of Sciences, comentando sobre o trabalho. Como re-sultado da insistência de Morgan, Creighton e McClintock submete-ram sua publicação em 7 de julho de 1931 (o artigo foi publicado em 15 de agosto de 1931).
O pesquisador Curt Stern (1902-1981), do Instituto Wilhelm Kiser na Alemanha, poderia ter publicado seu trabalho sobre a evidência citológica do crossing-over antes de Creighton e McClintock. Ele estava trabalhando em um experimento similar, usando Drosophila (Stern, 1931). Trabalhando com Drosophila, Stern conseguia obter novas
rações de Drosophila a cada 10 dias, ao passo que a obtenção das gera-ções de milho levava um ano (Spangenburg & Moser, 2008, pp. 51-53).
Em sua pesquisa, Stern utilizou metodologia similar à utilizada por Creighton e McClintock no milho. A semelhança consistia em identi-ficar e utilizar um grupo de ligação pertencente a um cromossomo morfologicamente distinto. Ele estudou moscas com translocações entre uma parte do cromossomo Y ligado a um dos cromossomos X. O outro cromossomo X da fêmea também era identificado devido a uma morfologia peculiar. Apresentava dois fragmentos aproximada-mente iguais, cada um carregando seu centrômero. Estes dois cro-mossomos X poderiam ser distinguidos do cromossoma X normal e entre si, quando observados ao microscópio. Stern estudou mais de 27 mil descendentes, examinando 364 deles citologicamente (Stern, 1931).
Na fêmea, um dos dois fragmentos de um cromossomo X conti-nha alelos mutantes carnation eye (car é recessivo) e barred eye (B é do-minante). O outro cromossomo X, que possui uma parte do cromos-somo Y ligado, contém alelos normais destes dois genes, de modo que o heterozigoto fêmea para estes genes (car B / + +) tivesse barred eye olhos barra (mas de cor normal do olho, uma vez que car é reces-sivo com +). Essas fêmeas foram cruzadas com macho com alelos recessivos para ambos os genes (car +). A partir do cruzamento des-ses gametas com gametas masculinos com as características car +, seria possível observar ou não a ocorrência do crossing-over e posteri-ormente relacionar os resultados com as características morfológicas do cromossomo X contendo morfologia diferente (Stern, 1931).
Stern conclui seu artigo com as seguintes palavras:
Usando o cruzamento de Drosophila melanogaster, com cromossomos X visivelmente diferentes, os indivíduos obtidos possuem cromos-somos X heteromórficos. Ao substituir os fatores que estavam nos cromossomos X a recombinação citológica será detectada. A teoria do Morgan já não é uma teoria, mas um fato. (Stern, 1931, pp. 586-587)
A pesquisa realizada por Stern, publicada meses depois do traba-lho de Creighton e McClintock, trouxe evidências que proporciona-ram uma maior fundamentação para a teoria cromossômica da
here-ditariedade, já que Stern utiliou como material experimental a Droso-phila, o mesmo utilizado por Morgan.
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ALGUNS DESDOBRAMENTOSEm 1932, no VI International Congress of Genetic realizado em Cor-nell, Emerson fez uma apresentação em que discutiu sobre o estado em que se encontravam as pesquisas sobre a genética do milho. Em suas palavras:
Não posso deixar de perceber aqui a vantagem vivenciada pelos es-tudantes da genética do milho [...]. Estou ciente de que nenhum ou-tro grupo de pesquisadores como este tenha compartilhado materiais e dados não publicados de modo livre. O status atual da genética do milho [...] é, em grande parte, creditado a esse espírito único e desin-teressadamente cooperativo do grande grupo de estudantes da gené-tica do milho. (Emerson, 1932, pp. 141-142)
No mesmo evento, os resultados das pesquisas desenvolvidas por Creighton e McClintock (1931) foram mencionados por Emerson, Muller, Stadler, Stern e outros. Karl Sax comentou a respeito:
Assume-se que o crossing-over genético está correlacionado a uma troca física de segmentos dos cromossomos. Esta hipótese foi confirmada pelas brilhantes investigações de Creighton e McClintock (1931) com Zea e de Stern (1931) com Drosophila. (Sax, 1932, p. 257)
Como destacado por Sax, dentre as pesquisas que contribuiram para o esclarecimento do mecanismo do crossing-over e suas implicações para a teoria cromossômica da herança, deve ser mencionada a pesquisa realizada por Curt Stern. Ele utilizou como organismo experimental a Drosophila, o mesmo utilizado por Morgan. Suas pesquisas foram publicadas meses depois do trabalho de Creighton e McClintock.
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CONSIDERAÇÕES FINAISSem desconsiderar a expertise de McClintock e Creighton como pesquisadoras e o mérito de suas contribuições para o esclarecimento de um ponto frágil da teoria mendeliana cromossômica em um orga-nismo diferente de Drosophila, vale lembrar que elas refletem também
os esforços de vários outros pesquisadores envolvendo tanto acertos como erros. Nesse sentido, em suas publicações, as autoras deram o devido crédito às contribuições de vários de seus colegas da Univer-sidade de Cornell.
Embora a apresentação das evidências citológicas do crossing-over no milho tenha sido extremamente importante, não podemos nos esquecer, entretanto, que a teoria mendeliana cromossômica foi de-senvolvida principalmente com base na genética de Drosophila e as criticas de Bateson e outros nas décadas de 1910 e 1920, como men-cionado na Introdução deste artigo, eram voltadas principalmente para as evidências citológicas do crossing-over em Drosophila. Estas últi-mas foram trazidas no mesmo ano (1931) por Curt Stern (1902-1981), do Instituto Wilhelm Kaiser na Alemanha, que também contou com a contribuição de vários outros pesquisadores.
Assim, o trabalho de todos esses cientistas forneceu à teoria men-deliana cromossômica uma fundamentação mais sólida, levando Stern a afirmar: “A teoria do Morgan já não é uma teoria, mas um fato” (Stern, 1931, pp. 586-587).
AGRADECIMENTOS
O autor agradece à Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) pelo apoio recebido que possibilitou o desenvolvimento desta pesquisa e à Profa. Dra. Lilian Al-Chueyr Pereira Martins pelos valiosos ensinamentos e contribuições.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
COMFORT, Nathaniel C. The tangled field: Barbara McClintock's search for the patterns of genetic control. Cambridge: Harvard University Press, 2001.
CREIGHTON, Harriet B.; McCLINTOCK, Barbara. A correlation of cytological and genetical crossing-over in Zea mays. Proceedings of the National Academy of Sciences, 17 (8): 492–497, 1931.
EMERSON, Rollins A. Genetic correlation and spurious allelo-morphism in maize. Annual Report of the Nebraska Agricultural Ex-periment Station, 24: 59-90, 1911.
–––––. The present status of maize genetics: advantages and disa-vantages of maize as genetic material. Sixth International Congress of Genetics. Ithaca, 1932. Pp. 141-152, in: Proceedings of the sixth Interna-tional Congress of Genetics. Ithaca, NY: Brooklyn Botanic Garden, 1932.
FEDEROFF, Nina V. Barbara McClintock June 16, 1902- September 2, 1992. National Academy of Science of the United States of America: Bi-ographical Memoirs: 211-235, 1995.
JANSSENS, Franz Alphons. La théorie de la chiasmatypie. La Cellule,
25: 389-411, 1909.
KASS, Lee B.; CHOMET, Paul. Barbara McClintock. Pp. 17-52, in: BENNETZEN, Jeff FL; HAKE, Sarah C. (Eds). Handbook of maize: Genetics and genomics. Springer: New York, 2009.
KASS, Lee B.; BONNEUIL, Christophe; COE, Edward H. Corn-fests, Cornfabs and Cooperation: the origins and beginnings of the Maize Genetics Cooperation News Letter. Genetics, 169: 1787-1797, 2005.
MARTINS, Lilian Al-Chueyr Pereira. A teoria cromossômica da herança: proposta, fundamentação, crítica e aceitação. Campinas, 1997. Tese (Doutorado em Genética) – Instituto de Biologia, Universidade Estadual de Campinas.
–––––. Teria William Bateson rejeitado a teoria cromossômica? Pp. 163-184, in: RUSSO, Marisa & CAPONI, Sandra (eds.). Estudos de Filosofia e História das Ciências biomédicas. São Paulo: Discurso Edito-rial/Universidade Federal de Santa Catarina, 2006.
–––––. The dissemination of the chromosome theory of Mendelian heredity by Morgan and his collaborators around 1915: a case study on the distortion of science by scientists. Filosofia e História da Biologia, 5 (2): 327-367, 2010.
McCLINTOCK, Barbara. Chromosome morphology in Zea mays. Science, 69 (1798): 629, 1929.
–––––. A cytological demonstration of the location of an interchange between two non-homologous chromosomes of Zea mays. Proceedings of the National Academy of Sciences, 16 (12): 791-796, 1930. –––––. The order of the genes C, Sh, and Wx in Zea mays with
reference to a cytologically known point in the chromosome. Proceedings of the National Academy of Sciences, 17 (8): 485–491, 1931.
McCLINTOCK, Barbara; HILL, Henry E. The cytological identifica-tion of the chromosome associated with the r-g linkage group in Zea mays. Genetics, 16: 175-190, 1931.
NANJUNDIAH, Vidyanand. Barbara McClintock and the discovery of jumping genes. Resonance, 1 (10): 56-62, 1996.
NOBEL LECTURES. Physiology or Medicine 1942-1962. Amsterdam: Elsevier Publishing Company, 1964.
RANDOLPH, Lowell F.; MCCLINTOCK, Barbara. Polyploidy in Zea mays. The American Naturalist, 60: 99-102, 1926.
RHOADES, Marcus M. Rollins Adams Emerson 1873-1947. National Academy of Science of the United States of America: Biographical Memoirs,
25: 313-323, 1949.
SAX, Karl. The cytological mechanism for crossing-over. Sixth Interna-tional Congress of Genetics, 1932. Ithaca, 1932. Pp. 256-273, in: Pro-ceedings of the sixth International Congress of Genetics. Ithaca, New York: Brooklyn Botanic Garden, 1932.
SPANGENBURG, Ray; MOSER, Diane Kit. Barbara McClintock: Pioneering geneticist. New York: Chelsea House Publications, 2008. STERN, Curt J. Zytologisch-genetische Untersuchungenals Beweise
fur die Morganschetheorie des Faktorenaustausches. Biologisches Zentralblatt, 51: 547-87, 1931.
Data de submissão: 15/04/2015 Aprovado para publicação: 15/05/2015
